牛顿第二运动定律
以下是我为大家整理的一篇关于牛顿第二运动定律的文章,欢迎阅读!
第一部分:牛顿第二定律
教学目标
知识目标
(1)通过演示实验了解加速度、质量及合成外力之间的定量关系;
(2)能用准确的语言描述牛顿第二定律,掌握其数学表达式;
(3)通过加速度、质量及合成外力之间的定量关系,深刻理解力是加速度产生原因的规律;
(4)理解加速度方向与合外力方向的矢量关系,理解加速度与外力瞬时的对应关系;
(5)能初步应用运动学、牛顿第二定律的知识解决动力学相关问题。
能力目标
通过演示实验、数据处理,培养学生观察、分析、总结和概括的能力;通过实际问题的处理,培养良好的书面表达能力。
情感目标
培养严肃的科学态度和严谨有序的思维习惯。
教学建议
教科书分析
1、通过演示实验,用控制变量的方法研究力、质量与加速度之间的关系:在质量不变的前提下,讨论力与加速度之间的关系;在力不变的前提下,讨论质量与加速度之间的关系。
2.用实验结论总结牛顿第二定律:指定适当的力的单位后,牛顿第二定律的表达形式就由比例表达式变成了方程式。
3、进一步讨论牛顿第二定律的确切含义:公式中表示的是物体所受外力的总和,而不是其中某一个或某几个;公式中的和是矢量,二者的方向永远相同,所以牛顿第二定律具有矢量性质;物体在某一时刻的加速度由外力总和决定,加速度会随着外力总和的变化而变化,这就是牛顿第二定律的瞬时性。
教导
1、为保证演示实验做好,实验中应讲清楚两点:只有当重物的质量远小于手推车的质量时,手推车受到的拉力才近似等于重物受到的重力(根据学生实际情况确定是否证明);实验中采用代换法,即通过比较手推车的位移来反映手推车加速度的大小。
2、让学生通过典型例子理解牛顿第二定律的确切含义。
3.让学生利用已经学过的重力加速度和牛顿第二定律重新理解所给的公式。
教学设计示例
教学重点:牛顿第二定律
教学难点:理解牛顿第二定律
例子:
1. 加速度、力和质量的关系
介绍研究方法(控制变量法):先研究质量不变的前提下,力与加速度的关系;再研究力不变的前提下,质量与加速度的关系。介绍实验装置及实验条件的保证:在重物质量远小于小车质量的条件下,小车受到的拉力近似等于重物的重力。介绍数据处理方法(代换法):根据公式,在相同时间内,物体受到的加速度的比值等于位移的比值。
以上内容可根据学生情况进行讨论,让学生充分参与讨论。本部分涉及的演示实验也可利用气垫导轨和计算机转化为定量实验。
1.加速度与力的关系
做演示实验,得出结论:当汽车质量相同时,汽车的加速度和作用在汽车上的力成正比,即方向与方向相同。
2.加速度与质量的关系
做演示实验,得出结论:在同样的力F作用下,汽车的加速度和汽车的质量成正比,即。
2.牛顿第二运动定律(加速度定律)
1、实验结论:物体的加速度与所受力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与引起加速度的力的方向相同。即 或 。
2、力的单位:如果规定使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力叫1N。那么公式中力的单位就是=1。(这个不太容易让学生理解)
3.牛顿第二定律:
物体的加速度与作用于它的力成正比,与物体的质量成反比。加速度的方向与引起加速度的力的方向相同。
数学表达式为:.或
4.牛顿第二定律的理解:
(1) 式中的 表示作用于物体的净外力。
例如:物体在水平拉力作用下在水平面上加速时,引起物体加速的净外力为
四个力的合力,即拉力和摩擦力的合力。(将粉笔盒推到桌子上)
(2)矢量性:式中的和为矢量,两者方向始终相同。因此,处理问题时,可由合外力的方向确定加速度的方向;反之物理高中必修一4-3牛顿第二定律》(教案),可由加速度的方向找出合外力的方向。
(3)瞬时性:物体在某一时刻的加速度由其合外力决定,加速度会随着合外力的变化而变化。
例如:一静止物体启动时,其速度为零,但所受净外力不为零,因此该物体有加速度。
汽车在直路上行驶时,其加速度是由牵引力和摩擦力的合力提供的;而刹车时,牵引力突然消失,汽车的加速度只由摩擦力提供。可以看出,两种情况下的合力方向相反,对应的汽车加速度方向也相反。
(4)力与运动关系总结:
作用于物体的净外力决定了物体的加速度:
当物体所受的合外力的大小、方向不变,且合外力的方向与初速度方向在同一直线上、同向时——→物体做匀速直线运动
当物体所受的合外力的大小和方向不变,且合外力的方向与初速度方向在同一直线上,方向相反时,物体做匀速减速度直线运动。
教师应引导学生进行上述概括,并让学生思考是否还有其他的情况,以及要满足什么条件。
勘探活动
标题:牛顿第二定律的验证
组织:2-3人团队
方法:开放实验室,学生实验。
评价:锻炼学生实验设计和操作能力。
第二部分:牛顿第二定律
【学习目标】 (1)深刻理解牛顿第二定律的含义 (2)理解公式F=ma中各个物理量的含义,并能利用F=ma解决问题 【学习重点】 建立利用牛顿第二定律解决问题的思路 【自学指引】(认真预习,学习成功) 1.物体的加速度a和力F、质量m之间有怎样的关系?阅读、理解课本第74页的相关内容,回答以下问题: 1.选取比例系数k=1后,有符号:。 选取比例系数k=1后, 1.由牛顿第二定律我们知道,不管多小的力,都能使物体产生加速度,但是,当我们用微小的力去推一张很重的桌子时,却推不开它。 这是因为(?)A.牛顿第二定律不适用于静止的物体B.桌子的加速度很小,速度增量也极其微小,不易被眼睛察觉C.推力小于静摩擦力,加速度为负值D.桌子受的净力为零),A.F=ma公式中F为物体上所有力的合力B.当多个力作用于一个物体时,必定有加速度C.加速度的方向总是与净力的方向一致D.当外力消失时,加速度也必定同时消失3.牛顿第二定律表达式F=kma中,关于比例系数k正确的表述是(??)A.在任何情况下,k都等于1B.k的值由质量、加速度和力决定,ck由质量、加速度和力的单位决定D.在国际单位制中,k等于1。由牛顿第二定律我们知道,不管多么小的力,都能使物体产生加速度。然而,当我们用微小的力去推一张很重的桌子时,却无法推动它。一个质量为2kg的物体,受的加速度为1m/s2,则所受的净外力为多大?若作用于物体的净外力为8N,则该物体的加速度为多大?一辆质量为6×103kg的小车,受水平力F=3×104N沿水平地面拉动,若阻力为小车重量的0.05倍,则小车的加速度为多少?(g为10m/s2)一个质量为2kg的物体静止在光滑的水平面上,如果同时有两个外力10N作用于它,一个力水平向东,另一个力水平向南,它的加速度是多少?速度。 用一根细绳将一个物体向上拉,使之作匀加速运动,当拉力F=140N时,物体向上的加速度为4m/s2,取g为10m/s2,物体的质量是多少? 物体的质量为m,在空气中遇到的空气阻力为f,请问物体在空中垂直上升和垂直下落时物理高中必修一4-3牛顿第二定律》(教案),其加速度是多少?并比较大小? 例4 如图所示,一个质量为M的小木块位于水平面,在大小为F,与水平方向成夹角的拉力作用下,沿地面加速运动。设木块与地面之间的滑动摩擦系数为,则木块的加速度为多少? 变化训练 一个质量为2kg的物体与水平面之间的动摩擦系数为0.2。 现在用一个与水平方向向右成37°角的斜向力F向上拉物体,使它向右作匀速加速直线运动,如图A所示。求物体运动加速度的大小。(取g为10m/s2。) 课堂效果测试:(老师相信你最棒) 1、下列牛顿第二定律的表述及其变形哪些是正确的? A.可以看出,物体所受的净外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比。 B.可以看出,物体的质量与它受到的净外力成正比,与它运动的加速度成反比。 C.可以看出,物体的加速度与它受到的净外力成正比,与物体的质量成反比。 D.可以看出,通过测量物体受到的净外力和它的加速度就可以求出物体的质量 2、下列说法中,正确的是()A.当物体所受的净力为零时,物体的速度必定为零。B.物体所受的净力越大,加速度越大,速度也越大。C.物体的速度方向必定与物体所受的净力方向一致。D.物体的加速度方向必定与物体所受的净力方向相同。3、一辆质量为10kg(包括人)的人力三轮车(包括人)在水平路面上,在00N水平人力作用下,以1.5m/s2的匀加速运动。
一个质量为m1=10kg的物体,在恒定的垂直向上拉力F作用下,以a1=2m/s2的匀加速度向上举起,这个拉力F有多大?如果把这个拉力F作用于另一个物体,该物体能以a2=2m/s2的匀加速度下落,这个物体的质量m2应该是多少?(g为10m/s2,忽略空气阻力) 5 一个装有工件的木箱,质量为m=40kg,木箱与水平地面的动摩擦系数为μ=0.3。现在施加一个200N的斜向力F,将木箱向右下方推,推力方向与水平面成θ=30°角,如图4-3-12所示。求木箱的加速度。(g为9.8m/s2) 1
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